Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

УЖГОРОДСЬКИЙ ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНИЙ ІНСТИТУТ

КИЇВСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОГО ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОГО УНІВЕРСИТЕТУ

РЕФЕРАТ

З дисципліни: "Прикладна механіка"

На тему: "Механічні передачі. Пасові передачі"

Підготувала студентка 2 курсу "ХТІ"

Іваненко А.О.

Науковий керівник Морохович В.С.

Ужгород 2014

Механічна передамча - механізм для передавання механічної енергії від двигуна до робочого органу машини з перетворюванням параметрів руху (швидкостей, крутних моментів, видів і законів руху).

Призначення

Основне призначення механічних передач - це узгодження параметрів руху робочих органів машини з параметрами руху вала двигуна.

Потреба встановлення механічної передачі між двигуном та робочим органом машини як складової частини привода диктується такими завданнями:

ѕ для вибору оптимальної швидкості руху;

ѕ для регулювання швидкості руху (збільшення або зменшення);

ѕ для перетворення виду руху: обертального в поступальний (передачі рейкові і гвинт-гайка) і навпаки (кривошипно-шатунний механізм);

ѕ для зміни напряму руху (реверсування);

ѕ для зміни обертальних моментів і зусиль при русі;

ѕ для передачі потужності на відстань.

Класифікація

Передачі обертового руху, у свою чергу, ділять за принципом роботи на:

ѕ передачі зачепленням, що працюють без проковзування (зубчасті передачі, черв'ячні передачі і ланцюгові передачі);

ѕ передачі тертям (пасові та фрикційні передачі).

За наявністю проміжної гнучкої ланки, що забезпечує можливість розміщувати вали на значних відстанях один від одного, розрізняють:

ѕ передачі із гнучкою проміжною ланкою (пасові і ланцюгові передачі);

ѕ передачі безпосереднім контактом (зубчасті, черв'ячні, фрикційні передачі та ін.).

За взаємним розташуванням валів механічні передачі бувають:

ѕ з паралельними осями валів (циліндричні зубчасті, ланцюгові, пасові передачі);

ѕ з осями, що перетинаються (конічні зубчасті);

ѕ з мимобіжними осями, що перехрещуються (черв'ячні, гіпоїдні).

За основною кінематичною характеристикою - передавальним відношенням - розрізняють передачі:

ѕ з постійним передавальним відношенням (редуктор);

ѕ із змінним передавальним відношенням (ступінчасті - коробки передач і безступінчасті - варіатори).

Передачі, що перетворюють обертовий рух в безперервний поступний або навпаки, розділяють на передачі: гвинт - гайка (ковзання і кочення); рейка - рейкова шестерня; рейка - черв'як; довга напівгайка - черв'як.

Основні характеристики

Основний кінематичний параметр механічної передачі - передавальне відношення яке дорівнює відношенню кутової швидкості щ1 ведучої ланки до кутової швидкості щ2 веденої ланки передачі.

Енергетичними параметрами механічної передачі є передавані потужності на ведучій ланці N1 і на веденій ланці N2, а також коефіцієнт корисної дії (ККД), що визначається за співвідношенням з = N2/N1. ККД характеризує ступінь досконалості механічної передачі і за ним можна оцінити втрати потужності ?N у передачі:

?N = N1-N2 = N1 (1-з).

Параметри щ1 і щ2, а також N1 і N2 є мінімально необхідними для розрахунку будь-якої механічної передачі.

Передавані потужності (Вт), та кутові швидкості (рад/с), визначають крутні моменти, H·м, на валах передачі: на ведучому валу

M1 = N1/щ1;

ѕ на веденому валу

M2 = N2/щ2.

Співвідношення між крутними моментами на валах механічної передачі можна встановити за цими виразами і записати у такому вигляді:

N2/N1 = i·з або N2 = N1·i·з

Інколи швидкості обертання ланок механічної передачі задаються у вигляді частоти обертання n (хв-1). Зв'язок між кутовою швидкістю щ (рад/с), та частотою обертання n (хв-1), виражається співвідношенням

щ = р·n/30.

У приводах машин можуть застосовуватись декілька послідовно сполучених механічних передач. У цьому випадку загальне передавальне відношення i привода та його ККД визначаються за наведеними нижче формулами:

щ2 = щ1/i1; щ3 = щ2/i2 = щ1/ (i1·i2); щ4 = щ3/i3 = щ1/ (i1·i2·i3).

Загальне передавальне відношення привода

механічна передача пасова вал двигун

i = щ1/щ4 = i1·i2·i3.

Отже, загальне передавальне відношення привода, що складається з кількох механічних передач, дорівнює добутку передавальних відношень його складових передач, тобто

i = i1·i2·. ·in.

Зв'язок між потужностями на окремих валах привода запишемо у вигляді

N2 = N1·з1; N3 = N2·з2 = N1·з1·з2; N4 = N3·з3 = N1·з1·з2·з3.

Відповідно, ККД всього приводного механізму:

з = N4/N1 = з1·з2·з3

ККД приводу, що складається з декількох послідовно сполучених механічних передач, дорівнює добутку ККД всіх його складових передач, тобто

з = з1·з2·. ·зn.

Рис. 1. Схема привода з: 1 - пасовою передачею, 2 - зубчастою циліндричною косозубою пере; 3 - зубчастою циліндричною прямозубою передачею, 4 - ланцюговою передачею.

Пасові передачі. Класифікація та основні характеристики

Пасова передача відноситься до передач тертям з гнучкою проміжною ланкою (рис. 1). Вона складається з ведучого 1 і веденого 2 шківів та замкнутої форми приводного паса 3, який із деяким попереднім натягом розміщується на шківах. Під час роботи передачі пас передає енергію від ведучого шківа до веденого за рахунок сил тертя, які виникають між пасом та шківами.

Пасові передачі переважно використовують для передавання потужностей у діапазоні 0,250 кВт. Передатні відношення пасових передач допускаються 56, рідко до 10. Найвигіднішими є пасові передачі з передатними відношеннями . Швидкість руху пасів у передачах загального призначення не перевищує 30 м/с. Спеціальні швидкохідні паси допускають при зниженій довговічності швидкості до 50100 м/с. ККД пасових передач різних типів становлять в межах 0,90,96.

Основні переваги пасових передач:

простота конструкції та низька її вартість;

можливість передачі на значні відстані (до 10 м);

встановлення пасової передачі дає можливість зменшити динамічні навантаження в приводі;

плавність і безшумність роботи.

Основні недоліки: порівняно великі габарити; обмежена потужність; низька довговічність пасів; наявність ковзання паса.

Пасові передачі можна класифікувати за певними ознаками: за формою поперечного перерізу паса, розміщенням валів у просторі та призначенням.

В залежності від форми поперечного перерізу паса розрізняють: плоскопасову, клинопасову, поліклинову, круглопасову, зубчасту передачі (рис. 2) та пасові передачі конструкції А.І. Турменка.

За розміщенням валів у просторі пасові передачі бувають відкриті, перехресні, напівперехресні, багатошківні з натяжним роликом.

Матеріали та конструкції приводних пасів. У пасовій передачі тяговий орган - приводний пас - є найважливішим елементом, що визначає роботоздатність та довговічність передачі. Приводні паси повинні задовольняти вимогам високої тягової здатності, тобто достатньому зчепленню зі шківами; достатньої міцності, стійкості проти спрацьовування та довговічності, мати невеликий модуль пружності матеріалу паса; низької вартості.

Рис. 2 Перерізи пасів: а - плоского; б - клиновидного; в - круглого; г - поліклинового; ґ - зубчатого.

Плоскі паси бувають гумотканинні, бавовняні суцільноткані, шкіряні, з вовни та паси із спеціальних синтетичних матеріалів.

Гумотканинні паси є найрозповсюдженішими. Виготовляються вони із кількох шарів міцної тканини, прогумованої вулканізацією. Бавовняні паси мають кілька шарів плетеної бавовняної тканини /бельтинга/, між якими розміщені гумові прошарки. Захищають пас від пошкоджень обкладинки. Ширина таких пасів мм, товщина мм.

Шкіряні паси відрізняються високою тяговою здатністю. Застосування їх обмежене через велику вартість. Ширина пасів мм, товщина мм.

Шерстяні паси стійкі до агресивних середовищ.

Виготовляються паси також з капрону або нейлону з фрикційним покриттям із синтетичних смол або шкіри. Завдяки великій міцності цих матеріалів паси, набагато тонші та легші, допускають значно більші натяги. Найкращі експлуатаційні показники мають нейлонові паси.

Клинові паси виготовляють двох типів: кордтканинні клинові паси (рис. 3, а) складаються з кількох шарів прогумованої кордтканини 2, яка передає навантаження, гумового або гумотканинного шару розтягу 1, який розміщений над кордом, гумового шару 3, нижче корду, кількох шарів обгорткової прогумованої тканини 4. Кордшнурові клинові паси (рис. 3, б) на місці шарів кордтканини мають один шар кордшнура 2 шар розтягу 1 і шар стиску 3, яка працює на стиск.

Згідно із стандартом, клинові паси виготовляють семи різних за розмірами перерізів, які позначаються Z, A, B, C, D, E, ЕО. Основні розміри цих перерізів показані на рис. 3, в.

В залежності від співвідношення ширини і висоти паса промисловість випускає клинові паси трьох типів: нормального перерізу, вузькі та широкі (варіаторні). Вузькі паси мають співвідношення; нормальні; широкі паси із співвідношенням застосовують для безступеневих передач.

Поліклинові паси - нескінченні плоскі паси з високоамідним поліефірним кордом 1, гумовим шаром розтягування та робочими ребрами на нижньому боці (рис. 4). Через велику гнучкість допускається застосування шківів менших діаметрів, ніж у клинопасовій передачі, більша швидкохідність, великі передатні відношення.

Круглі паси виготовляють шкіряними, гумотканинними, бавовняними, капроновими, діаметром мм. Вони мають низьку тривкість і застосовують їх для передавання невеликих потужностей.

Геометричні параметри передачі. Основними геометричними параметрами пасової передачі є кут обхвату на малому шківі, довжина паса і міжосьова відстань a (рис. 1). За розрахункові діаметри меншого і більшого шківів беруть зовнішні діаметри плоских шківів або діаметр розміщення нейтральної лінії паса для клинового чи поліклинового шківів.

Кут обхвату (рис. 1)

де - кут між дотичними до кіл та .

Рис. 3 Перерізи клинових пасів

Рис. 4 Переріз поліклинового паса

Довжина паса:

Як правило тому, приймають

і

Враховуючи це, одержимо:

Шківи пасових передач. Шків пасової передачі (рис. 19, а) у більшості випадків має обід 1, який безпосередньо несе пас, маточину 3, за допомогою якої шків розміщується на валу, та диск 2 (або спиці), що з'єднує обід із маточиною.

Форма робочої поверхні обода шківа визначається формою поперечного перерізу паса.

Для плоских пасів найбажанішою формою робочої поверхні шківа є гладка полірована поверхня Для зменшення спрацьовування паса, яке викликається пружним ковзанням, шорсткість робочої поверхні обода повинна мати R_z < 10мкм.

Щоб забезпечити центрування паса, робочу поверхню одного із шківів роблять випуклою (рис. 4, б), описаною в осьовому перерізі шківа дугою кола. Основні розміри шківів - діаметр d, ширина В (залежно від ширини паса), а також стрілка випуклості обода у, регламентовані стандартами. Можна брати: В ? 1,1b + (5.8) мм; у ?B/200. Діаметри шківів вибирають із стандартного ряду.

Для клинових пасів робочою поверхнею є бокові сторони клинових жолобків на ободі шківа. Розміри та кількість жолобків визначаються профілем перерізу паса та кількістю клинових пасів, що одночасно працюють на шківі (рис. 4, в). Профіль перерізу клинового паса при згині на шківі спотворюється і тому кут клину паса (рис. 4, б) у порівнянні з початковим (ц₀ = 40°) змінюється. Отже, кут ц профілю жолобків шківа беруть залежно від його діаметра. Для стандартних клинових пасів розміри жолобків шківів наведені у ГОСТ 20889-88.

Для круглих пасів мінімальний діаметр шківа d_min ? 20d₀, де d₀ - діаметр паса. Профіль жолобків на шківі виконують напівкруглим або клиновим із кутом ц = 40° (рис. 4, г, д). Розміри жолобків обода шківа для поліклинових пасів вибирають згідно з ТУ 38-105763-84.

Шківи пасових передач виготовляють із чавуну, сталі, легких сплавів, пластмас.

Чавунні шківи найрозповсюдженіші. Використовують такі марки чавуну: СЧ 15 при швидкості паса v ? 15 м/с; СЧ 18 при v = 15.30м/с; СЧ 20 при v = 30.35 м/с. Заготовки шківів виготовляють литтям.

Сталеві шківи у більшості випадків виготовляють збірної конструкції зварюванням відштампованих окремих деталей. Тому вони відрізняються легкістю і використовуються при високих швидкостях пасів (v ? 40 м/с). Інколи заготовками для шківів може служити сталеве литво або круглий прокат.

Шківи із легких сплавів виготовляють переважно із алюмінієвого литва. За конструкцією вони такі самі, як і чавунні, але з більш тонкими стінками. Оскільки шківи з легких сплавів у порівнянні із чавунними та сталевими мають меншу масу, то їх раціонально використовувати в першу чергу у швидкохідних передачах.

Пластмасові шківи здебільшого використовують при невеликих діамерах (до 300мм) і виготовляють із текстоліту або волокніту, їх виготовляють збірної конструкції, де маточина із сталі або чавуну У порівнянні із металевими пластмасові шківи мають малу масу, а коефіцієнт тертя між пасом та шківом більший. Ці шківи широко застосовують у швидкохідних пасових передачах.

Натяжні пристрої у пасових передачах застосовують для створення попереднього натягу, компенсації витягування паса в процесі його експлуатації, а також збільшення кутів охоплення шківів, які впливають на тягову здатність. За конструкцією та принципом роботи натяжні пристрої можна поділити на три групи: полозки та хитні плити; натяжні та відтяжні ролики; пристрої з автоматичним регулюванням натягу паса.

Рис. 5 Натяжні пристрої у вигляді полозок

Полозки, а) та хитні плити є найпростішими натяжними пристроями, що використовуються у пасових передачах із регульованою відстанню між шківами. Ці пристрої прості за конструкцією і забезпечують сталість протягом деякого періоду експлуатації попереднього натягу паса. Тому їх раціонально використовувати у передачах з постійним у часі робочим навантаженням.

Натяжні ролики застосовують для пасових передач із постійною відстанню між осями шківів. Натяжний ролик - шків з гладким ободом, який притиснутий до зовнішньої поверхні веденої вітки паса близько меншого шківа і вільно обертається. Притискання ролика до паса може здійснюватись встановленим на важелі тягарцем або натягом відповідної пружини. У передачах з натяжним роликом збільшується кут охоплення малого шківа, поліпшується робота передачі з великим передаточним числом при малій відстані між осями валів. Однак ролик спричинює додатковий (і до того ж в обернену сторону) згин паса, що значно прискорює його руйнування.

Відтяжні ролики застосовують у клинопасових передачах. Тут пас зазнає лише односторонній згин, що значно менше впливає на його довговічність, проте зменшуються кути обхвату пасом шківів.

Натяжні та відтяжні ролики також раціонально застосовувати при постійному робочому навантаженні передачі, бо вони забезпечують постійний попередній натяг паса.

Пружне ковзання паса та кінематика пасової передачі

Під час передавання робочого навантаження зусилля у ведучій та веденій вітках пасової передачі не рівні між собою. Порівняно із зусиллям попереднього натягу зусилля у ведучій вітці збільшується, а у веденій зменшується. Тому робота передачі з пружним пасом неминуче супроводжується пружним ковзанням паса на шківах.

Явище пружного ковзання паса під час роботи передачі пов'язане з тим, що сили натягу і відповідно відносне видовження ведучої та веденої віток паса неоднакові. На рис. 5 показано розподілення зусиль у пасі при передаванні робочого навантаження. При цьому позначено зусилля у ведучій вітці F₁, а у веденій F₂. У відрізку паса,що знаходиться на ведучому шківі, зусилля (у напрямі руху паса) зменшується і відповідно пас скорочується, проковзуючи на шківі. На веденому шківі зусилля у відрізку паса (у напрямі його руху) збільшується і при цьому пас видовжується, випереджуючи шків що також спричинює ковзання паса на шківі.

Рис.6. Ковзання паса по шківах

Ковзання паса на шківі відбувається не на всій дузі обхвату б₁ і б₂ відповідно ведучого і веденого шківів, а тільки на деякій частині цих дуг в₁ та в₂. Дуги в₁ і в₂ називаються дугами ковзання. На рис.10 короткими стрілками вказано напрям ковзання точок робочих поверхонь шківів щодо паса.

Сила тертя між пасом та шківом передається в основному на дузі ковзання, але частково через тангенціальну податливість паса і на дузі спокою. При розрахунках пасової передачі силу тертя на дузі спокою не враховують. Дуга ковзання завжди розміщена з боку збігання паса зі шківа, а дуга спокою - з боку набігання паса на шківи. Оскільки на дузі спокою ковзання не відбувається, то колова швидкість шківа дорівнює швидкості набігаючої вітки паса. У ненавантаженій передачі, тобто при Т₁ = Т₂ = 0, пружне ковзання відсутнє і відповідно дуги ковзання дорівнюють нулю. З ростом навантаження передачі дуга ковзання збільшується. Коли дуга ковзання досягне всієї дуги обхвату, починається буксування паса на шківі, що недопустиме в роботі передачі. Буксування паса в передачі завжди починається на шківі з меншим кутом обхвату.

За умовою неперервності руху паса відносне пружне ковзання дорівнює різниці відносних видовжень е₁ і е₂ відповідно ведучої і веденої віток паса:

Е = е_І - е₂. (1)

Згідно з законом Гука відносні видовження віток можуть бути виражені через зусилля у вітках F₁ і F₂, площу перерізу А та модуль пружності матеріалу паса Е:

е_І = F₁/ (Е · А); е₂ = F₂/ (Е · А). (2)

Тому відносне ковзання паса в передачі можна визначити за формулою

е = (F₁-F₂) / (E · A). (3)

Швидкість точок паса дорівнює коловій швидкості шківів тільки на дугах спокою. Але протилежні кінці кожної вітки дотикаються шківів у точках із різними коловими швидкостями. Зв'язок між цими швидкостями виражається залежністю

v₂ = v_{1 (}1-е). (4)

Оскільки v₁ = щ₁d₁/2 і v₂ = щ₂d₂/2, передаточне число пасової передачі

U = щ₁/щ₂ = d_2/[d_{1 (}1-е)] (5)

Для пасів у правильно відрегульованих пасових передачах відносне ковзання здебільшого не перевищує 0,015-0,020. Тому у силових пасових передачах допускається передаточне число визначати формулою

U = d₂/d_{1 (}6)

Размещено на Allbest.ru